金屬波紋管在真空檢漏過程中的變形控制

2010-07-09 魏曉濤中國艦船研究院

　　金屬波紋管在真空檢漏過程中容易失穩(wěn)變形，從而導致漏率檢查無法正常進行，甚至導致零件被破壞。針對幾種典型的波紋管結構形式，本文提出了相應的解決方案，給出具體檢漏工裝的設計方法和其強度校核的原則，這對實際工程應用具有一定的指導意義。

1、問題的提出

　　在真空試驗中，被抽空的系統(tǒng)雖然一般認為是不危險的，其實仍然隱含有兩種危險，一種是被壓碎（內(nèi)爆），一種是人們進入即使已經(jīng)與大氣相通的容器中可能發(fā)生的危險，因為大多數(shù)真空試驗使用了包含像氦、氮和氫氣這些不能維持生命的氣體，導致容器內(nèi)不含有足夠可吸入的空氣而引起窒息^[1] 。

　　“內(nèi)爆”指的是被檢對象由于自身剛度不足以支撐大氣壓而發(fā)生變形、扭曲、爆裂等情況，從而導致被檢工件不能正常密封，檢漏工作無法進行或工件報廢、儀器損毀甚至威脅到檢漏人員的人身安全，故對這類被檢對象在檢漏時應采取相應的預防措施。

　　金屬波紋管作為補償元件在低溫真空系統(tǒng)中應用極為廣泛，安裝使用前需對其進行真空檢漏，因其剛性不足，檢漏時必須采取相應的預防措施（尤其是對于單層、元件厚度≤1.0 mm 的金屬波紋管）。筆者在日常工作中經(jīng)常接觸到波紋管真空檢漏，積累了一些經(jīng)驗，簡要介紹如下：

2、解決措施

　　金屬波紋管結構大致劃分為以下幾種類型：

　　①無法蘭結構，②內(nèi)接法蘭結構，③外接法蘭結構。針對不同的金屬波紋管結構類型，本著經(jīng)濟、實用和穩(wěn)定、可靠的原則，提出相應的解決方案。

2.1 襯環(huán)約束

　　因波紋管壁厚與接口法蘭厚度相差很大，焊接時受熱不均，使波紋管易被燒穿，接頭成形困難^[2]，故通常在波紋管口加裝襯環(huán)，以改善焊接時熱傳遞的不平衡，則可以利用襯環(huán)做檢漏支撐端，如圖1 所示，卡盤卡住波紋管兩端襯環(huán)，因為襯環(huán)較薄，故卡盤尺寸和波紋管直管部分需吻合，卡盤中間放置支撐，支撐的高度一般比波紋管在常壓下的自由尺寸略小即可。當檢漏儀對波紋管抽氣時，波紋管受到負壓收縮，襯環(huán)與卡盤貼合形成一個整體，由于支撐作用，使波紋管的變形受到抑制，從而順利完成檢漏。

利用襯環(huán)檢漏